船舶脫硫裝置：IMO限硫法規下的應急之策

張弛

隨著2020年“限硫令”時間表的迫近，航運企業面臨巨大壓力，接下來，如何采取正確的投資和決策方案，是對整個航運業的考驗。如今，船舶脫硫裝置作為2020限硫令的一種應急對策，愈發受到業界關注。

2019年2月21日，全球清潔航運聯盟2020組織在倫敦舉行了第一次技術會議，日本國土基礎設施運輸和旅游部（MLIT）和DNV GL船級社都對廢氣清潔系統的組成和質量進行了詳細研究。研究發現，所分析的樣本始終遠低于允許的IMO標準和法規限制。這一結果有力地回擊了此前業界對洗滌塔存在排放污染的質疑，為下一步大規模推廣使用鋪平了道路。

1 “限硫令”引發航運業“蝴蝶效應”

隨著國際社會對環境保護標準的要求日益提高，航運業的環保法規也愈發嚴苛，限制硫排放便是其中重要的一項。

2016年10月，國際海事組織（IMO）出臺了業屆最為關心的硫排放限制規定（俗稱“限硫令”）：要求從2020年1月1日起，全球船舶所使用燃油硫含量將不得超過0.5%，在排放控制區（ECA）則不得超過0.1%。雖然距離“限硫令”規定的期限還有將近一年時間，但“限硫令”已經深刻影響到航運業態。業內人士表示：“受變革影響，符合“限硫令”標準的低硫油應運而生。LNG作為替代燃料也是國際應對“限硫令”的一種趨勢性選擇，船舶安裝脫硫裝置也是應對“限硫令”的一種做法。已經有不少航運企業正在更新船隊，訂造環保船舶，以符合環保要求。”

業界對此表示擔憂。有機構分析指出：“這一新規必將增加船舶運營成本。據測算，全球海運燃料成本將上漲25%，年均增加約240億美元的支出。此外，對船舶進行技術改造需要投入一定比例的額外花費，導致船舶運營成本上升。毫無疑問，這些增加的成本將會通過各種方式轉嫁至運輸鏈的各個環節。”這意味著航運業將面臨新一輪的運費調整。

記者了解到，針對“限硫令”的要求，履約方式較多，目前業內大多采取三種方式：

第一種應對方式是使用低硫燃油，這是目前最為簡單的應對措施。業內人士指出：“使用低硫油對船舶改動較少，只需要對發動機的相關系統進行改造。但是由于低硫油的價格基本穩定在重油的一倍左右，低硫油與重油的差價超過200美元/噸。如果一艘船舶每天消耗100噸燃油，一年下來，將多支付730萬美元，成本增加較為明顯，會給航運企業造成沉重的成本負擔。此外，低硫燃油的供應在短期還難以滿足市場需求。”

第二種應對方式是使用LNG作為替代燃料。“使用LNG作為船舶燃料，可以徹底避免硫排放。”一家船企負責人表示“采用天然氣作為燃料動力，除了投資成本較大，設備及配套系統價格昂貴，加改裝成本也比較大，一般在新造船上使用。以外，LNG燃料艙的容積要比燃油艙大的多，是否有足夠空間布置體積巨大的燃料罐也是需要考慮的問題。而且LNG作為遠洋船舶燃料，還面臨續航力不足等難題，另外，目前港口加注設施也不夠完善。”

第三種應對方式是加裝船舶脫硫裝置，目前采用這種方式的船舶不多。一名船舶設計公司的工程師告訴記者：“洗滌塔等船舶脫硫裝置就是解決脫硫問題的，有設定值，通過設備處理后氣體再進行排放，都是滿足相關公約的。基本上煙囪區域需要重新做生產設計，洗滌塔放置的區域結構也需要修改。”

那么，現在擺在航運企業面前的則是一個艱難的抉擇：選擇哪種方案更具環保性和經濟性呢？

2 船舶脫硫裝置守護“碧海藍天”

據了解，船用脫硫裝置一般采用選擇性催化還原技術（SCR），這是針對柴油機尾氣排放中NOX的一項處理工藝，即在催化劑的作用下，噴入還原劑氨或尿素，把尾氣中的NOX還原成N2和H2O。該技術也被廣泛應用于柴油機尾氣后處理，通過優化噴油和燃燒過程，盡量控制微粒PM的產生，而后處理富氧條件下形成的氮氧化物，即使用尿素對氮氧化物（NOX）進行選擇性催化還原，從而達到既節能、又減排的目的。

目前主流的船舶尾氣脫硫技術主要有鈉堿法與鎂基法兩種。國外普遍采用“鈉堿法”設備，我國采用的“鎂基法”船舶廢氣清洗系統技術突破國際技術封鎖，產品躋身世界一流。與國外“鈉堿法”比較，同功率的“鎂基法”設備體積更小，重量更輕，系統總功耗也相對更低，廢液排放固化物少，脫硫不易結垢、無二次無污染。對于營運船的改造來說，鎂基法設備具有鈉堿法設備無可比擬的優勢，比較容易適合船上安裝。

船用脫硫裝置一般采用開放式洗滌塔、混合洗滌塔、閉式洗滌塔，以及其他更高端的洗滌塔。與其他洗滌塔相比，開放式脫硫塔安裝和維護更加最簡單，最容易被船東接受。有數據顯示，當前已安裝的洗滌塔中72%是開放式。

然而，目前有一些港口監管機構和沿海國家已經對污水排放施加了限制，禁止船舶在其水域使用開放式洗滌塔及排放洗滌水，或者正在計劃采取限制措施。

那么，船舶使用開放式洗滌塔到底靠不靠譜？

全球清潔航運聯盟2020組織于2019年2月21日在倫敦舉行了第一次技術會議，日本國土基礎設施運輸和旅游部（MLIT）和DNV GL都對廢氣清潔系統的組成和質量進行了詳細研究。研究發現，所分析的樣本始終遠低于允許的IMO標準和法規限制。然后，將洗滌水參數濃度與歐盟和德國的陸基工業點源廢水標準排放限值進行了比較，并與之相符。

與此同時，日本船級社（ClassNK）研究所技術人員協調員Shinichi Hanayama在MLIT演講中表示“使用開環洗滌塔不會對海洋生物產生短期或長期影響。”

歐美發達國家采取的一些措施或許值得大家學習與借鑒。歐盟最早通過劃設排放控制區以及歐盟立法的形式，實現嚴格而且廣泛的船舶排放控制。在此背景下，歐洲船東已經采取各種可行措施予以應對，其中以加裝船舶尾氣脫硫設備為主流方式，且需求呈上升態勢。

船舶尾氣脫硫設備的大量采用，一方面使歐洲的空氣質量得到了極大改善，同時也實現了傳統航運業的產業升級，推動了船舶環保裝備等高端制造業的發展。

3 洗滌塔推動“綠色經濟”

隨著IMO 2020年限硫規定進入倒計時，業界對為船舶安裝脫硫裝置的興趣驟然升溫。因為與其他可選方案相比，安裝洗滌塔無疑是最經濟的選擇。

專家表示：“綜合比較之下，使用船舶脫硫裝置弊端較少：一來無需加裝低硫油冷卻器并對發動機供油系統做出相應改造，也不用考慮低硫油昂貴的價格及供給問題，更無須將使用低硫油的差價費用轉嫁至貨主。二來不用額外支付目前應用并不廣泛的LNG燃料系統高昂改造費用，也無須受制于全球范圍加注設施不完善的使用限制。”

經測算，我國自主品牌的“鎂基法”設備使用的氧化鎂國內采購價大約只有700元人民幣/噸，同樣處理一噸含硫量3.5%的重油，氧化鎂粉末大約只需要40公斤，成本優勢極為明顯。

此外，有業內人士表示：“使用洗滌塔，船東無需對發動機及供油系統進行改造，可以繼續使用與主機性能匹配的廉價重油。避免了因為更換低硫油帶來的各種船舶運行風險，以及為使用天然氣做燃料所要負擔的巨額改造成本，同時可為船東節約大量的燃油成本。若船舶全年在“硫控排區”內行駛，則一年左右即可收回成本，且安全可靠無后顧之憂。”

一份挪威銀行DNB針對洗滌塔市場的最新分析顯示：洗滌塔之所以受到船東青睞主要是因為它們的經濟性，即便低硫油與傳統重燃油的價格差縮小，洗滌塔投資依然經濟性高。全球商船大約共計10萬艘，截止2020年底安裝洗滌塔的船舶總數只占其中的3.7%。另據廢氣洗滌器協會（EGCSA）的統計，在2024年后，船用洗滌器市場將份額將會高達80億美元，船用洗滌器將是一個市場巨大的產業蛋糕。

重要的是，在“限硫令”的催化下，這個市場才剛剛開啟。